按麦克阿瑟12月8日命令确定的防线，李奇微部署从临津江到三八线的总战线。
在这条横贯朝鲜半岛250公里、纵深60公里的总战线上，设置了两道基本防线。
第一道防线(A线)西起临津江口，东经栗古里、龙绍洞、背后岭、芳东里，沿三八线到东海岸的襄阳。
第二道防线(b线)在第一道防线南边60公里处，西起高阳，东经议政府、加平、自隐里至东海岸的冬德里。
为了加大防御纵深，在第二道防线以南，至北纬37°线，还准备了c、d、E三道机动防线，由南韩抽调大批民工进行构筑。
c线从永登浦沿汉江南岸，经杨平、横城至东海岸的江陵；
d线从水原经利川、原州、平昌至三陟；
E线沿北纬37°线，从平泽经忠州至三陟。
为了不退回到釜山，李奇微还指定工兵出身的加里森·戴维森准将，在靠近釜山地区设置一道防线，即原来的洛东江防线，以保卫釜山港地区。此地构筑了大部分堑壕体系、炮兵阵地，还设置了大量的铁丝网。
此时，联合国军在朝鲜半岛的地面部队总兵力为36.5万人，其中作战兵力25万人，美第10军统归美第8集团军指挥。
美第10军（指挥美陆战第1师、美第7师和美第3师）在大丘、釜山地区，美第2师主力在37°线以北的堤川休整。
第一线展开8个南韩师，及美英军主力在议政府至汉城以南的机动位置，具体部署由西至东：
美第1军指挥2个师加3个旅：
第一梯队，南韩第1师防守临津江口至舟月里地段，土耳其旅防守汉城以西盐河口至金浦地段；
第二梯队，美第25师、英第29旅、英第27旅分别在汉城西北高阳及汉江南岸安养里和水原地域。
美第9军指挥3个师：
第一梯队，南韩第6师防守舟月里至梁文里地段；
第二梯队美第24师、美骑兵第1师分别在议政府、抱川及汉城以东雌马场里、金谷里、道谷里地域。
南韩第3军团指挥3个师：
南韩第2师防守梁文里至榻豆郁地段，
南韩第5师防守榻豆郁至背后岭地段，
南韩第8师防守庆云山至揪田里地段。
南韩第2军团指挥2个师：
南韩第3师，防守揪田里、甲屯里地段
南韩第7师位于春川、横城地区，作为韩国陆军本部预备队
南韩第1军团指挥2个师：
南韩第9师防守甲屯里至道采洞地段
南韩首都师防守道采洞至东海岸地段
另美第2师主力在堤川，一部在洪川；美空降第187团在军浦场，为美第8集团军预备队。
联合国军的部署特点是南韩军队守第一线，美英军守第二线，且大部分集结于汉城周围及汉江南北地区的交通要道上，摆出能攻能守的态势。
12月19日，韩先楚奉命到一线指挥作战，在对敌情和战场形势作了深入分析后，建议：
第 38 军须经涟川东径直挺进加平，围剿该地之敌，切断春川伪军与汉城的联系。得手后，派遣一个师向春川发起攻击，主力则集结于加平及西北地区；
第 39 军经由涟川向春川南部挺进，迅速占领洪川，截断伪军南逃退路，随后再派遣一个师向春川进发；
第 40 军朝加平进攻，若遇敌增援，则与第 38、第 39 军协同作战，“以三个军的主力将其歼灭”；
第 42 军抵达华川及其以南地区；
第 66 军经平康至春川东南部，对春川之敌实施包围；
第 50 军向东豆川地区挺进；
朝鲜人民军第 1 军团向开城、汶山进军，与第 50 军共同控制并威慑汉城之敌，配合东面作战；人民军第 3、第 5 军团迅速向荣州、原州挺进。
联合国军在三八线一带的防御部署，以华川-春川-原州的中央公路（29 号公路）为界，该线以东全部由韩军负责防守，以西则是美军第 1、第 9 军的责任区域，然而其一线防御也主要由这两个军所属的两个韩军师（第 1、第 6 师）承担。
韩先楚提议构建以春川为核心的基本战役布局，尽可能多地歼灭在一线布防的韩军。
对于集中于汉城方向的美英军主力，他的意见是先在其侧翼形成“威胁”之势，下一步再视情施以侧后攻击。
据美军战史记载：
李奇微当时判断，中国军队可能将其最强的力量集中在第8集团军防线中心地域的西侧，这预示着主要进攻将来自穿过元山至汉城走廊的33号和3号公路；而在它的东面，可能实施次要攻击，或者是在西南方向经由春川至汉城的轴线，或者是向南经由29号公路，穿过春川和原州，企图侧翼包围汉城上方的第1军和第9军。
韩先楚建议以打春川为重点，显然超出了李奇微预计的范围。
12月22日，针对敌情变化，志司正式下达作战部署令：以歼灭临津江东岸迄北汉江西岸地区一线布防的南韩第1、第6、第2师及第5师一部为目的，进攻部署如下：
西线志愿军6个军编组为2个突击集团，当时称作左纵队和右纵队。
右纵队由第38军、第39军、第40军、第50军组成，配属炮兵第1师全部和炮兵第8师共6个炮兵团，担任主攻，由韩先楚统一指挥，在永平以西，宽30公里的正面一字排开，实施突破，朝议政府方向发展进攻。首先集中3个主力军歼灭南韩第6师，再歼南韩第1师，得手后以抱川、纸杏里、黾岩里为目标扩大战果，具体方案由韩先楚部署。
以朝鲜人民军第1军团一部在海州警戒，主力由开城地区向汶山的正面佯攻，钳制汶山敌人，配合志愿军作战。
左纵队担任辅攻，由第42、第66军组成，配属1个炮兵团，由第42军军长吴瑞林、政委周彪统一指挥，在永平以东宽36公里的正面实施突破，向加平、春川方向发展进攻。以5个师兵力担任进攻东起春川西北40里的马坪里、西至永平地区的南韩第2师及第5师一部，首先集中兵力消灭永平至迄龙沼洞地区的南韩第2师1~2个团，得手后再向东逐次歼击。
以志愿军第66军1个师由华川南渡北汉江，向春川以北地区积极运动，钳制该敌，配合主力作战。该师与杨口、麟蹄的朝鲜人民军第2、第5军团密切联系，策应人民军该两军团南进攻击，得手后以加平、龙上里、清平里为日标扩张战果，切断春川、汉城交通。
第三次战役的主要战场，位于三八线以南、汉江以北、临津江以东、北汉江以西的区域。该地区东西两侧被江河阻隔，前方有高山作为屏障，形成了一个口小底大的袋状地形，易守难攻。
从三八线向南延伸，有两条主要通道：一条是京元公路上的议政府走廊，另一条是从华川经春川、洪川通往原州的中央公路。志愿军越过三八线南进的路线，大致沿着这两条主要通道展开。美军认为，这条路线与半年前人民军南下进攻的路线大体相同。
志司在分析战场的地形特点及敌军部署时指出：
从战术角度来看，临津江自东北流向西南，沿着涟川与汶山之间，成为敌军天然的侧翼依托。春川位于北汉江与昭阳江的汇合处，而从春川到加平的地区形成了一个巨大的蓄水池(供发电用)。
涟川至春川一带（位于北纬三十七度五十二分五秒之间）是南北的分水岭，地势狭窄，山川交错，两翼依靠大江，构成了一个良好的防御区域，是汉城北部的重要屏障。如果有较强部队防守，这里将很难攻占。
然而，当前该地由伪军一师和六师驻守，这两支部队之前已两次失败，新兵居多，预计攻克难度不大。杨口、麟蹄以南，原州、平昌以北的地区是一片大山区，尽管有南北走向的道路，但由于山高谷深，地势极为险峻，物资供应也困难，大规模部队的调动和展开十分不易。
志司将此次进攻的主战场设在汉城以北，重点突破临津江，正是基于对该地区地形和“联合国军”布防特点的充分考量。志愿军三个主力军从中央战线并肩实施主要突击，同时志愿军一个军和人民军一个军团在右翼策应，以强击弱，不难实现战役突破。
而在东部山区，由于地形复杂，大部队迂回展开困难，因此只能作为辅助方向，志愿军两个军和人民军两个军团分路突进，能推进到哪里就打到哪里，不再进行大规模向西的迂回行动。
如果战况顺利发展，第66军或第42军可占领春川、洪川，人民军部分部队则可占领襄阳、江陵，进而控制东海岸山区，便于粮食和弹药的运储，为春季攻势做好准备。
12月27日，韩先楚接到志司的通报，得知抱川地区有美军一个团。同时，侦察报告显示，在永平以东、以南，抱川至议政府一线附近，发现了美军的炮兵阵地和守备力量。
为应对这一情况，韩先楚当天对第38军的部署进行了调整，明确要求该军“在歼灭伪六师后，再围歼抱川之敌，同时防备抱川敌军的西援”。
议政府是汉城外围的一座小城，现今人口仅有十四五万，因古代李氏朝鲜在此设置议政府而得名。从军事角度来看，这座城市的战略意义在于控制揪哥岭地沟带的入口，成为防卫汉城的要塞之一。
从汉城经由议政府向北，有两条主要通道：一条途经东豆川里，经涟川和市边里，最终通向平壤（33号公路）；另一条经过抱川，途经金化和平康，通往元山（3号公路）。议政府正位于这两条南北要道的交汇点。道峰山、水落山、天宝山等群山环绕其周围，为这座重要的军事重镇提供了天然的屏障。
韩先楚遵循志司的意图，将主攻方向定在东豆川里至议政府一线。然而，当他察觉到美军在抱川一带部署时，依然保持高度谨慎，不仅迅速调动兵力进行监视，还建议左纵队与其协同作战，准备实施截击和围歼。
从志司与韩先楚之间的往来文电中可以看出，志司将主要作战方向的指挥全权交由韩先楚负责。韩先楚则依据确定的战役方针，对右纵队4个军的行动进行了具体部署，并对左纵队2个军的行动提出了建议，展现出高度的主动性与灵活性。
韩先楚认为，此次战役面对的是已有防御准备、阵势齐整的敌军，因此进攻必须做好充足准备。只有当后续部队全部集结完毕，经过必要的休整，协调组织妥当，并调整好进攻的时机与阵地，才能最大限度地发挥作战的威力。因此，他强调，各军必须具备高度的政治积极性和责任感，积极思考对策，克服一切困难，战胜敌人。
12月28日，韩先楚以志愿军司令部前线指挥部的名义发布了第三次战役的战术思想指示。
该指示用这样一段话概括了此次战役的战术指导思想：
“口子不宜张大，不要到处抓着敌人吃不下，必求全胜，必须集中绝对优势兵力，层层包围敌一点或一股，将其干脆歼灭，并尽量吸引敌人增援，集结主力求得运动中大量歼灭敌人。”
12月29日11时，韩先楚发出电令，再次明确总攻开始时间及有关协同事项：
突破三八线，歼灭伪6师，作战二天，于三十一日黄昏开始总攻。
38、39军统应于31日16时40分炮兵开始射击，17时步兵开始总攻。
40军应于31日20时开始攻击（炮兵可在黄昏时，每连以一门炮试射二三发即停射，以便夜间能准确掩护步兵攻击)。步炮协同，通联，共同看地形，确定突破及射击目标，互架电话。
步兵突破后，炮兵以一部火力过临津江，支援步兵纵深作战，江无法通过应将炮火尽量前移。我随四十军指，突破时在仙游洞（涟川西）。
韩先楚认为，这次战役的攻击对象是已经摆好了阵势的预有防御准备之敌，进攻准备必须充分，要等到后续部队全部到齐，并作必要休息，组织好协同，调整好位置和时间后，方能充分发挥作战威力。
为此，他“要求各军要有高度的政治积极性、责任心，多想办法，克服困难，战胜敌人”。由此可见，在发起第三次战役前，志愿军总部不仅对战役的部署进行了深入研究，并持续进行调整和优化，同时也加强了对部队行动的战术指导，尤其关注关键性的战术环节。
相比前两次战役，此次指挥与筹划的精细程度更为突出。
这是由于部队在前两次战役中积累了丰富的对美军和韩军作战经验，为更高层次的总结和提炼提供了充足的素材，并为更广泛的应用奠定了基础；
另外，尽管此次战役的发起显得有些勉强，但整体上仍属于有备而来的主动出击，且准备时间相较前两次战役更为充裕（各部队进入进攻位置有4天或更长的时间），这使得战役的计划性得以增强，也使对作战问题的研究和准备更加细致周密。
在第二次战役中虽然歼敌约3.6万人，但我志愿军也伤亡减员4万多人。其中志愿军第9兵团因在第二次战役中冻伤亡较大，集结在咸兴地区休整。
此时，志愿军在第一线的6个军约23万余人，朝鲜人民军在第一线的3个军团约为7.5万余人。第一线兵力共约30万余人。
至12月30日，各军全部完成战役展开。战役达成了突然性，特别是志愿军第39军116师，将7500人的突击部队及70门火炮隐蔽一天一夜未被敌人发现。
1950年12月31日17时，志愿军和朝鲜人民军按照预定计划，经过短促的炮火准备之后，在1951年元旦即将来临之际，向联合国军的三八线防御阵地发起进攻。